Устройство для измерения коэрцитивной силы движущихся ферромагнитных материалов

(51)4 С 01 к ЕНИ кого вательашино ССР 77(54) УСТРОЙСТВО ДЛ ТИВНОй СИЛЫ ДВИЖУЩ МАТЕРИАЛОВ(57) Изобретение о тельной технике и прерывный неразруш электротехнической ее изготовления. Ц повышение точности тивной силы - дост исключается необхо Я ИЗМЕРЕНИЯ КОЗР ИХСЯ ФЕРРОМАГНИТ тносится к и направлено н ающий контро стали в про ель изобрете измерения к игается тем, димость меха мери неь ессе ия эрци что ичесРй:Ь ГОсудАРстВенный нОмитетпс изоБ чтениям и отнРцтиямПРи плант СССР(56) Авторское свидетельство СУ 630602, кл. С 01 К 33/12, 19 перемещения измерительных катушек, а введение подмагничивающей катушки позволяет получить сигнал, пропорциональный скорости изменения магнитного потока при контроле массивных ферромагнитных материалов. Устройство содержит перемагничивающую систему 1, блок 2 измерительных катушек, охватывающих ферромагнитный материал 3, подмагничивающую катушку 4, генератор 5 тактовых импульсов, коммутаторы 6, 15, счетчики 7, 13, триггеры 8, 12, усилитель 9, детектор 10, пороговый блок 11, ключ 14 и источник 16 переменного тока, На выходах каждой ка" тушки блока 2 формируется сигнал, пропорциональный скорости изменения магнитного потока при имеющемся в данном месте значении напряженности постоянного магнитного поля . Максимальное значение сигнала соответствует напряженности магнитного поля, равной коэрцитивной силе исследуемого материала. 2 ил.Изобретение относится к измерит льной технике и может быть использ вано для непрерывного неразрушающег контроля электротехнической стали в;процессе ее изготовления на предприятиях электротехнической и металлургической промышленности.Цель изобретения - повышение тоцн сти измерения коэрцитивной силы.Поставленная цель достигается тем, ч о исклюцается необходимость механиц ского перемещения измерительных к тушек, а введение подмагницивающей к тушки позволяет полуцить сигнал, и опорциональный скорости изменения м гнитного потока, при контроле масс вных ферромагнитных материалов.На фиг.1 изображена структурная с ема предлагаемого устройства; на ф г.2 - временные диаграммы, поясняющ е работу устройства.Устройство содержит перемагничиваюю систему 1, выполненную одним из известных способов (например, в виде 25 атушек), блок 2 измерительных катуек, охватывающих Ферромагнитный матеиал 3, подмагничивающую катушку , генератор 5 тактовых импульсов, первый оммутатор 6, первый счетчик 7, перый триггер 8, усилитель 9, детектор 0, пороговый блок 11, второй триггер 12, второй сцетцик 13, ключ 11, второй коммутатор 15 и истоцник 16 переменного тока,Перемагницивающая система 1 расположена соосно с блоком 2 измерительых катушек и движущимся Ферромагнитым материалом 3. Блок 2 измерительных атушек выполнен в виде набора отдельНых секций, охватывающих ферромагнитный материал 3 и размещенных с постоянным шагом в области изменяющейся с Постоянным градиентом напряженности магнитного поля перемагничивающей системы 1 (Фиг.2 а) . Подмагничивающая катушка 1, выводы которой соединены с выходами источника 16 переменного тока, охватывает блок 2 измерительных катушек на всем его протяжении. Выходы каждой секции блока 2 измерительных катушек соединены с соответствующими входами первого коммутатора 6, адресный вход которого соединен с информационным выходом первого счетчика 7, вход которого подключен к выходу генератора 5 тактовых импульсов, входу первого триггера 8 и первому, входу второго коммутатора 15, второй вход которого соединен с выходом первого триггера 8. Выход первого коммутатора 6 церез последовательно соединенные усилитель 9, детектор 10 ипороговый блок 11 соединен с управляющим входом второго коммутатора 15 и входом второго триггера 12, вход сброса которого подключен к входу сброса второго счетчика 13 и выходу переполнения первого счетчика 7, выход второго коммутатора 15 соединенсо входом ключа 11, управляющий входкоторого подключен к выходу второготриггера 12, выход клюца 14 соединен со входом второго счетчика 13.Устройство работает следующим образом.Протяженный ферромагнитный материал 3, двигаясь в магнитном поле (фиг,2 а) перемагничивающей системы 1,перемагничивается по предельной петлегистерезиса (Фиг.2 б) . В области перемагничивающего с постоянным градиен- томЫ Н/ЫХ=сопя магнитного поля размещен блок 2 измерительных катушек, выполненный в виде набора отдельных секций, охватывающий Ферромагнитный материал 3, размещенный по оси егодвижения так, что перекрывает областьзначения напряженности намагничиваю- щего поля, включающую возможные значения коэрцитивной силы Ферромагнитного материала 3. Одновременно Ферромагнитный материал подмагничиваетсяпеременным магнитным полем, создаваемым подмагничивающей катушкой 1. Переменная составляющая магнитного потока наводит в отдельных секциях блока 2 измерительных катушек ЗДС(фиг.2 в), велицина которой зависитот значения напряженности постоянноговнешнего магнитного поля и свойств ферромагнитного материала 3 в данной точке, С помощью генератора тактовых импульсов (ГТИ) 5 первого счетчика 7, преобразующего последовательность импульсов ГТИ 5 в параллельный код и первого коммутатора 6 производится циклический опрос каждой секции, сигнал с которой поступает на усилитель 9 и детектор 10. Сигнал огибающей (фиг.2 г), получаемый с выхода детектора 10, соответствует скорости изменения магнитного потока при перемагничивании ферромагнитного объекта контроля по восходящей ветви предельного цикла, Экспериментально установлено, цто максимальная скорость изме 5 15256нения магнитного потока при этом соответствует значению внешнего магнитного поля, равного по величине коэрцитивной силе объекта контроля, Координата Х, где величина внешнего поля5равна величине коэрцитивной силыматериала, определяется методом двойного компарирования информационногосигнала с опорным и делением временного интервала между двумя совпадениями этих сигналов пополам.С помощью порогового блока 11 формируется прямоугольный импульс, которым управляется второй коммутатор 1515, причем порог срабатывания устанавливается таким, чтобы фронты импульса соответствовали моментам наиболее быстрого изменения сигнала огибающей. До срабатывания порогового 20блока 11 импульсы на второй счетчик13 через ключ 14 и второй коммутатор15 поступают. непосредственно с генера тора 5 тактовых импульсов, а послесрабатывания - через первый триггер 8 15с уменьшенной вдвое частотой следования.После окончания действия импульсавторой коммутатор 15 переводится висходное положение и одновременно сра батывает второй триггер 12, которыйчерез ключ 14 блокирует. дальнейшеепоступление счетных импульсов на второй счетчик 13,Учитывая постоянный градиент внеш- Знего поля, постоянный шаг расположенияотдельных секций блока 2 измерительных катушек, близкую к симметричнойформу сигнала огибающей с выхода детектора 10, число импульсов, поступающих на второй счетчик 13 (фиг.2 д)за один цикл опроса, пропорциональнопостоянной составляющей напряженностивнешнего магнитного поля в той тоцке,где максимальная ЭДС отдельной секции 45блока 2 измерительных катушек, т.е.соответствует величине коэрцитивнойсилы ферромагнитного материала 3,По окончании цикла опроса блока 2измерительных катушек на выходе перво го счетчика 7 появляется сигнал переполнения, который сбрасывает предыдущие состояния второго счетчика 13 иустанавливает второй триггер 12,кото-.рый открывает ключ 14, и процесс измерения повторяется. 436Использование предлагаемого устройства позволяет быстро и с высокой точностью измерить коэрцитивную силу движущегося ферромагнитного материала и представить результат измерения в цифровой форме,Формула и з о б р е т е н и яУстройство для измерения коэрцитивной силы движущихся ферромагнитных материалов, содержащее перемагничивающую систему с соосно размещенным внутри нее блоком измерительных катушек, усилитель, выход которого соединен с входом детектора, о т л и ц аю щ е е с я тем,цто, с целью повышения точности измерения, оно снабжено подмагничивающей катушкой,генератором тактовых импульсов, двумя коммутаторами, двумя счетчиками, двумя триггерами, пороговым блоком, источником переменного тока и ключом, блок измерительных катушек выполнен в виде и идентичных секций, расположенных на одинаковом расстоянии одна относительно другой, подмагничивающая катушка, выводы которой соединены с выходами источника переменного тока, размещена коаксиально с блоком измерительных катушек, при этом выходы каждой секции блока измерительных катушек соединень 1 с соответствующими входами первого коммутатора, адресный вход которого соединен с информационным выходом первого счетчика, вход которого соединен с выходом генератора тактовых импульсов, входом первого триггера и первым входом второго коммутатора, второй вход которого подклюцен к выходу первого триггера, выход первого коммутатора соединен с входом усилителя, выход детектора церез пороговый блок подключен к управляющему входу второго коммутатора и входу второго триггера, вход сброса которого соединен с входом сброса второго счетчика и выходом переполнения первого счетцика, выход второго коммутатора подключен к входу ключа, управляющий вход которого соединен с выходом второго триггера, выход ключа подключен к входу второго счетчика.1525613 ор Составитель С.фоменТехред А.Кравчук Редактор А.Реви орректор С.Черни Т СССР Подписн открытиям и д "/5производственно-издательский комбинат Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина,10- "СОПЫх фа ка 3 7221/42 Тираж 71 ч9 НИИПИ Государственного комитета по и113035, Москва, Ж,бретени аущская